MXPA99002295A - Procedimiento de vaciado en gran serie de piezas de aleacion de aluminio y equipos asociados - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de vaciado de una pieza de aleación ligera como una aleación de aluminio,caracterizado porque incluye las etapas sucesivas que consisten en preparar un molde con marca de arena en crudo de toma física;incorporar al molde un medio de obturación desplazable cerca de un conducto de suministro del molde;colocar el molde de tal forma que su conducto de suministro se encuentre en la parte inferior;conectar el conducto del suministro del molde en un tubo de suministro en aleación en fusión de presión;efectuar el llenado del molde con dicha aleación;antes de la solidificación substancial completa d la pieza;desplazar el medio de obturación para obturar el conducto de suministro,después regresar el molde a aproximadamente a 180 grados para asegurar una solidificación en forma de gravedad;aplicación particular a la fabricación de bloques de motor de vehículos automotrices.

Description

PROCEDIMIENTO DE VACIADO EN GRAN SERIE DE PIEZAS DE ALEACIÓN DE ALUMINIO Y EQUIPOS ASOCIADOS MEMORIA DESCRIPTIVA La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento de producción de piezas de fundición de aleación de aluminio, así como una instalación para la puesta en marcha de este procedimiento. 0 El desarrollo actual del aluminio en el terreno automotriz necesita nuevos procedimientos, adaptados a la vez a la necesidad de reducir al mínimo los costos de producción, adaptados a grandes series (típicamente varias centenas de millares de piezas por año y por tipo de producto) , y 5 adaptadas, en fin, a la producción de piezas de calidad óptima •"• y de piezas geométricas cada vez más complejas, particularmente bajo la obligación de regulaciones anticontaminación, que conducen a buscar el alivio sistemático, la compacidad máxima, el rendimiento óptimo y la integración de funciones. 0 La calidad de estas piezas implica tanto en los aspectos metalúrgicos (a saber de la investigación de propiedades más elevadas para una microestructura de fundición más fina y lo más sana posible en las zonas solicitadas) como en los aspectos dimensionales (en particular la precisión 5 dimensional máxima de todas las figuras geométricas de la pieza que son críticas para el rendimiento del vehículo) .

Por cierto, existe un determinado número de procedimientos disponibles para la producción de piezas automotrices. Sin embargo, ninguno de estos procedimientos podría presentar hoy en día un ensamble de características que satisfaga plenamente el ensamble de las exigencias mencionadas anteriormente . Los procedimientos de fundición en moldes metálicos, esencialmente el procedimiento por gravedad y el procedimiento por presión baja dan resultados económicamente excelentes y presentan un alto nivel de calidad metalúrgica y dimensional. Sin embargo, no están adaptados para la producción de piezas de formas complejas. De esta forma, las formas interiores son en este caso producidas por núcleos de arena químicamente unidos y estos procedimientos sólo están adaptados, cuando es posible insertar el ensamble de estos núcleos rápidamente después de la apertura del molde y la extracción de la pieza precedente. Esto implica que la secuencia de colocación en el molde permanezcan relativamente simples, y se comprueba así su incompatibilidad con ciertos ejemplos, como por ejemplo para los bloques de motor o culatas, donde deben colocarse hasta 12 núcleos o más de conformidad con las trayectorias demasiado complejas y por lo tanto con una duración excesivamente prolongada. De igual forma, existen los procedimientos de <<sand package>> (paquete de arena) , particularmente el procedimiento desarrollado por COSWORTH CASTINGS, que han sido desarrollado para responder a los objetivos indicados anteriormente. Sin embargo, estos procedimientos son muy costosos, ya que deben poner en marcha una cantidad importante de arena químicamente unida. Además, en el caso del procedimiento COSWORTH, la necesidad de utilizar una arena especial del tipo zircón en lugar y colocar el sílice comúnmente utilizado en fundición, contribuye igualmente a los costos de explotación muy elevados . Además, estos procedimientos no permiten obtener la calidad metalúrgica que puede obtenerse con la utilización de moldes que incluyen elementos metálicos que permiten aumentar al máximo la vitalidad de solidificación de la aleación del aluminio en las zonas más críticas. Igualmente existe un dicho procedimiento de <<lost foam» (espuma perdida) que responde bien a las molestias de complejidad geométrica y de producción en gran serie. En desventaja, el nivel de calidad metalúrgica obtenido es muy inferior a los estándares actuales de fundición en molde metálico (por gravedad o baja presión) , de manera que este procedimiento actualmente sólo puede considerarse para ciertas aplicaciones muy solicitadas. La presente invención tiende a reducir las limitaciones del estado de la técnica y proponer un procedimiento de fundición que permita una mejor respuesta a las necesidades de la marcha y en particular, de marcha automotriz, sobre todo reduciendo los costos.

Otro objeto de la presente invención es proponer un procedimiento de función que utilice, al menos, una parte substancial de arena de toma física, o arena en crudo, que no posea los problemas particulares de reciclaje y ambientales encontrados con las arenas de toma química. De esta forma, la invención propone de conformidad con un primer aspecto, un procedimiento de fundición de una pieza de aleación ligera como una aleación de aluminio, que se caracteriza porque incluye las etapas sucesivas que consisten de: - preparar un molde con una marca de arena de toma física, incorporar a un molde un medio de obturación desplazable cerca de un conducto de suministro del molde, - colocar el molde de tal forma que su conducto de suministro se encuentre en la parte inferior, - conectar el conducto de suministro del molde a un tubo de suministro de aleación de fusión con presión. - efectuar el llenado del molde con dicha aleación, - ante la solidificación substancial completa de la pieza, mover el medio de obturación para obturar el conducto de suministro, después regresar el molde a aproximadamente 180° para asegurar una solidificación en forma de gravedad. Los aspectos pereferidos, pero no limitantes, del procedimiento de conformidad con la invención son los siguientes : se provee además, entre las etapas de llenado y de solidificación* una etapa de obturación de dicha región interior del molde seguida de una separación entre un tubo de suministro de aleación de fusión y el molde; la etapa de obturación termina en menos de diez segundos, aproximadamente después del término de la etapa de llenado; la etapa de regreso se termina a más tardar en 25 segundos, de preferencia 15 segundos, después del final de la obturación; la etapa de regreso del molde se efectúa cuando un tubo de suministro de aleación de fusión se une todavía a la cavidad del molde; la etapa de regreso se termina a más tardar en 15 segundos, de preferencia 5 segundos, después del término en la obturación; se utiliza un molde de arena de sílice de una granulometría al menos igual a 40 AFS, de preferencia a menos de 55 AFS o aún de 80 AFS para la obtención de estados de superficie excelentes; se utiliza un molde en dos medias cajas y la etapa de preparación del molde incluye las faces que consisten de moldear dos medias marcas en las dos medias cajas para colocar dos núcleos de fusión en las dos medias cajas dispuestas con su marca media en la parte inferior y ensamblar las dos medias caj as ; la etapa de ensamble de estas dos medias cajas termina en un molde de posición generalmente horizontal y el procedimiento incluye además la etapa que consiste de voltear el molde hasta una posición de llenado generalmente vertical ,- los núcleos se producen de arena de toma química,- los núcleos se producen de arena de sílice de una granulometría al menos igual a 40 AFS; además, se provee, después de la solidificación de la pieza, una etapa de separación de la pieza y del molde que permite recuperar separadamente la arena de una marca y la arena del núcleo; además, se provee, antes de la etapa de llenado del molde, una etapa de colocación de al menos un enfriador masivo colocado en una región del molde a distancia de dicha región de suministro del molde, y después de la solidificación, una etapa de recuperación del o de los enfriadores . De conformidad con un segundo aspecto, la invención propone una instalación para la fusión de una pieza de aleación ligera como una aleación de alumino, que se caracteriza porque incluye: un molde listo para regresar mediante rotación alrededor de un eje esencialmente horizontal, que posee un canal de suministro de aleación fundida y que incorpora un medio de obturación de dicho canal, y un dispositivo de soporte del molde listo par mover el molde mediante rotación al rededor de dicho eje horizontal y que posee un medio de accionamiento de dicho medio de obturación. Los aspectos preferidos de esta instalación son los siguientes : el dispositivo de soporte igualmente está listo para mover el molde mediante rotación alrededor de dicho eje horizontal entre una posición inicial de salida de una estación de ensamble del molde y una posición de molde; el dispositivo de soporte está listo para mover el molde alrededor de un eje vertical para cooperar respectivamente con una banda transportadora de llegada del molde, un horno de vaciado de baja presión provisto de dicho tubo de suministro y una banda transportadora de salida del molde . En fin, de conformidad con un tercer aspecto, la invención propone un molde destinado al vaciado de una pieza de aleación ligera como una aleación de aluminio, el molde está provisto de un canal de suministro de aleación fundida bajo presión, el molde está caracterizado porque se monta en rotación sobre un eje esencialmente horizontal de manera que pueda regresar antes del llenado, y porque incluye un medio de obturación mecánica de dicho canal de suministro. Los aspectos preferidos, pero facultativos, del molde son los siguientes: el molde posee al menos una marca de arena de toma física, y dicho medio de obturación mecánica incluye una placa metálica incorporada en la marca y guiada directamente por el mismo; el molde incluye un vacío que se termina en la parte derecha de un borde de dicha placa metálica y lista para recibir una varilla de un medio de accionamiento de dicha placa; dicha placa posee al menos una apéndice de guía que, en una posición inicial de dicha placa, penetra en una marca opuesta al molde . Otros aspectos, objetivos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor al leer la descripción detallada siguiente de un ejemplo de producción de la misma, dada como ejemplo y hecha en referencia a los dibujos anexos, en los cuales : la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de un molde y sus núcleos utilizados en un procedimiento de conformidad con la presente invención, en el curso de una etapa de ensamble del molde; la figura 2 ilustra una vista en elevación lateral que presenta los componentes del molde que será ensamblado; las figuras 2b y 2c ilustran esquemáticamente en forma transversal el molde ensamblado en el curso de dos fases de operación del procedimiento; la figura 3 ilustra esquemáticamente en forma longitudinal el molde ensamblado; las figuras 3a y 3e ilustran esquemáticamente, en forma longitudinal y vertical, cinco etapas sucesivas del procedimiento de fusión de conformidad con la invención; las figuras 4a y 4d ilustran esquemáticamente cuatro etapas sucesivas para poner en su lugar un dispositivo de obturación en el molde; la figura 5 ilustra esquemáticamente en perspectiva la región del dispositivo de obturación en la situación de la figura 4a; las figuras 6a a 6c son vistas esquemáticas en elevación frente a un equipo de soporte del molde que se utiliza en el procedimiento de conformidad con la invención, en el curso de tres fase sucesivas; las figuras 8a y 8c son vistas esquemáticas superiores del equipo de las figuras 6a a 6c y 7a, 7b y equipos asociados, en el curso de tres fases sucesivas. En primer lugar, en referencia a la figura 1, se presenta un molde 10, cuyas marcas están formadas por arena unida físicamente, es decir, no se utiliza resina de endurecimiento térmico o químico, y de preferencia por arena en crudo . Se notará aquí a título indicativo que la arena en crudo presenta un costo por unidad de peso de 10 a 15 veces inferior al de una arena química de tipo recipiente frío. Además, este tipo de arena no posee los problemas de reciclaje y contaminación que poseen de forma continua las arenas toma química. Esta arena se utiliza en cajas, lo esencial del molde, producida bajo forma de dos medios moldes 10a y 10b, que están compuestos de dos medias cajas metálicas 17a, 17b, cada caja media incluye una una marca medio lia, 11b, producida por la tecnologías comunes de producción de moldes de tecnología en crudo, con la ayuda de un modelo. Antes del cierre de dos medias cajas, una sobre la otra, cada caja media se presenta sobre una banda transportadora C en posición abierta, frente una marca hacia lo alto, para facilitar la refusión, es decir, la colocación de diferentes núcleos en inserciones (ensamble principal de núcleos de 13 y núcleos secundarios individuales 12) , destinados a la obtención de formas interiores y de ciertas formas exteriores en la pieza que será producida, el ejemplo ilustrado esquemáticamente aquí es de un bloque de motor. Estos núcleos pueden estar manipulados manualmente en el caso de núcleos pequeños 12, o aún por robots que operan en aparatos de trabajos sucesivos (el caso del ensamble principal del núcleo 13) . Estos núcleos son de preferencia de arena de toma química (de preferencia del tipo de recipiente frío o de conformidad con el procedimiento de tipo << Isocet >>. Por estas razones de costo, se utiliza de preferencia la arena de sílice (SÍO2) de glanulometría igual a aproximadamente 55-60 AFS o más, los mejores estados de la superficies son obtenidas con los valores más elevados de glanulometría AFS) . Se observa en la figura 2a que el ensamble principal de núcleo 13 posee el presente ejemplo, además de otros núcleos diferentes de arena química 131 que forman la geometría deseada, las inserciones metálicas 132 destinadas a formar camisas de cilínndros, así como un bloque metálico masivo de enfriamiento 16, como se verá más adelante. Este bloque de enfriamiento puede incorporarse al ensamble de los núcleos 13 cuando se realice la producción del núcleos 131, para producir una solidarización entre núcleo y enfriador. Una vez que los núcleos son puestos en su lugar, las dos medias cajas son ensambladas, la caja media superior, inicialmente colocada a lado de la caja media inferior, marcada hacia arriba, regresa a 180° (ver posición de la figura 2a) para ser ensamblada con medios de ajuste de posición apropiados, en la caja media inferior. En referencia ahora a la figuras 2b y 2c, la figura 2b ilustra la posición del molde 10 durante la fase de llenado, el ejemplo es siempre de una fusión de un bloque de motor. Este llenado de efectúa a través de mazarotas 14 con suministro por presión baja, cuyo canal de llegada 22 se encuentra entonces en la parte baja del molde. La dirección del aumento del metal líquido está designado por la flechas Fl . Se observará aquí que un llenado por simple gravedad está aquí excluido debido a los riesgos de turbulencia y de creación de óxidos que se generan. En efecto, todo óxido creado en el sistema de suministro sería en este caso arrastrado en la pieza y se encontraría irremediablemente acuñado en la misma. Al contrario, el hecho de recorrer en un llenado por presión baja permite controlar perfectamente el llenado sin crear turbulencias y llevar desde la salida el buen gradiente térmico en la pieza y el molde, las mazarotas 14 constituyen las zonas más calientes desde el término del llenado. La realización práctica del llenado en presión se hace de preferencia al poner en contacto el molde de arena 10 con un tubo de sumersión (no ilustrado en la figura 2a) unido a un horno hermético de tipo de horno de baja presión, de forma clásica. Después de este acercamiento, el aumento del metal y el control del flujo se hacen mediante presurización del horno. Se puede, de igual forma, de manera distinta, utilizar una bomba electromagnética. Una característica ventajosa del procedimiento de conformidad con la invención es el recurso de una obturación mecánica del sistema del suministro desde el término del llenado y antes del regreso a 180° del molde. Dicho regreso tiene por objeto poner las mazarotas 14 en posición alta y producir la solidificación en estas condiciones idénticas a las de un suministro por gravedad. El regreso debe producirse lo más rápido posible después de la obturación. En efecto, la pruebas pueden demostrar que si se espera demasiado después de la obturación antes de efectuar el regreso, aparecerán fallas en la pieza en la forma de pliegues o de cavidades, haciendo que la pieza no se adapte a la utilización. Estas fallas se explican debido a un inicio de solidificación en las regiones más frías del molde antes del regreso. Concretamente, para una pieza de tipo bloque de motor o culata de motor automotriz, el regreso debe efectuado a más tardar en 15 segundos y de preferencia a más tardar en 5 segundos, después de la obturación. La obturación se produce por sí misma lo más rápido posible después del término del llenado para no perder tiempo y no ser perturbada por el inicio de la solidificación en el conducto del suministro. En forma ventajosa, se efectúa la obturación a más tardar en 10 segundos después del término del llenado, sin que el adelantamiento de este límite sólo presente un riesgo para el beneficio de la pieza. La obturación mecánica del suministro que tiene el regreso del molde presenta múltiples ventajas. En primer lugar, permite disminuir la presión inmediatamente y regresar la pieza sin estar bajo presión líquida. Esto evita que se coloque en su lugar una junta que se vuelve compleja en el molde de arena. Además, garantiza en todos los ejemplos una interrupción clara e inmediata del flujo del metal líquido. A este respecto, si se aflojara la presión después del término del regreso, el metal continuaría enrollando las mazarotas hacia el circuito de suministro. El paro natural de este flujo es muy largo, típicamente aproximadamente 10 segundos a varias decenas de segundos, lo que impondría retardar el no acercamiento entre el molde y el tubo de sumersión de suministro o una falla que exige colocar un receptáculo de metal líquido bajo el molde y bajo su trayectoria hacia los aparatos siguientes. Además, se perdería este metal recobrado. Al contrario, en la presente invención, el dispositivo de opturación permite al metal llevado quedarse en el molde, ya que contribuye sensible y enteramente al procedimiento (aumento del volumen de mazarotas) . Prácticamente, la opturación puede realizarse mediante el accionamiento de una trampa metálica colocada en el molde de arena, como se describirá en detalle posteriormente (sistema de guillotina) , o mediante otra solución mecánica que realice esta función. La figura 2c ilustra la posición del molde 10 después del regreso a 180°, el bloque de motor producido es designado por BM. Las flechas F2 indican el sentido de propagación principal del enfriamiento, este enfriamiento se efectúa escencialmente saliendo del enfriador masivo 16 situado ahora en la parte inferior. Más generalmente, el procedimiento de conformidad la invención pone en juego, beméficamente, uno o varios enfriadores colocados en forma inversa al sistema de mazarotas y remoldeadas durante la secuencia de remoldeo del ensamble principal de los núcleos 13 de arena químicamente unida. En el ejemplo del enfriador 16 en las figuras 1, 2a a 2c, permite acentuar el gradiente térmico que hace progresar las solidificaciones hacia las mazarotas. Prácticamente, dichos enfriadores están preferiblemente constituidos de masas de hierro o de otro material que ofrece la misma capacidad de absorción calorífica adecuada. Estas masas pueden, en caso necesario, estar en forma, es decir, servir para realizar parcialmente la geometría de la pieza. Los enfriadores serán de preferencia monobloques . Pueden colocarse en los recipientes de núcleos que sirven en la producción de núcleos de toma química e insertados en éstos últimos al momento de su producción para proyección y polimerización de la arena cubierta de resina en el recipiente de núcleos. Después de la solidificación de la pieza en posición vertical, el enfriador inferior y las mazarotas en la parte superior (figura 2c) , las dos medias caj s se vuelven a poner en la placa, de tal forma que su plan de junta sea horizontal. Entonces, se separan delicadamente uno con relación al otro. La pieza se sujeta con su (sus) enfriador (es) y su sistema de infiltración de toma química, por ejemplo mediante un robot, después sometido a una limpieza, por ejemplo mediante cepillado para eliminar el máximo de arena de toma física de la pieza y del paquete de arena de toma química. Esta separación de dos tipos de arenas permite reducir al mínimo los costos de reciclaje de arena. Además, se recupera en este estado el o los enfriadores 16, que pueden ser reutilizados . Entonces, la pieza se somete a ciclos comunes de limpieza (eliminación de la arena) , de desbarbado, de tratamiento térmico, de fabricación y de control. Las figuras 3a a 3e ilustran esquemáticamente el procedimiento de la invención, en el cual se provee al nivel del paso 22 de traída de metal líquido, destinado a unirse a un tubo de sumersión 20, de los medios de obturación, designados totalmente por la referencia 30, que se describirá más adelante en un ejemplo. En primer lugar los medios de obturación 30 son abiertos y el tubo de suministro 20 es acercado al molde 10 por movimiento del molde de conformidad con la flecha f3 (figura 3a) . Más precisamente, gracias a una apertura 21 practicada en la caja del molde, el tubo de suministro 20 entonces entra en contacto con la arena de toma física del molde. El llenado mediante presión baja es entonces efectuado (figura 3b) . Los medios de obturación se ponen en marcha posteriormente para aislar la cavidad del molde, una vez llenada, del sistema de suministro (flecha F4 en figura 3c) , después se separa el tubo de sumersión 20 del molde 10 de conformidad con la flecha F5 (figura 3d) . En fin, el regreso mediante rotación alrededor de - un eje horizontal A se realiza de conformidad con F6 en la figura 3e. Igualmente, puede proveerse iniciar la rotación del molde de conformidad con el eje de regreso A desde el término y la obturación y durante la despresurización del horno. Esto permite a las últimas gotas de aleación líquida solidificarse en el tubo de suministro 20 durante la fase de regreso, pero sin efectuar el regreso bajo presión, lo que es crítico para la hermeticidad de la superficie de contacto entre el tubo de suministro 20 y la arena en crudo lia, 11b del molde. Esto permite igualmente una ganancia ligera en cadencia del procedimiento . Se notará aquí que el hecho de realizar el no acercamiento entre el sistema de suministro y el molde lo más pronto posible en el curso del proceso, puede permitir aumentar las cadencias de producción, la evacuación del molde y cuyo acercamiento con el molde siguiente en la cadena de producción que puede realizarse más rápidamente. Las figuras 4a a 4d y la figura 5 ilustra un ejemplo de modalidad concreta de medio de obturación 30. Estos incluyen una plaqueta metálica 31, por ejemplo de hierro o de acero, de un espesor de aproximadamente de 2 a 5 mm, insertado en una (aquí 11b) de las dos marcas de arena en crudo del molde, cuando la producción de esta de forma que se encuentra a la derecha del canal 22 de suministro de metal. En su extremidad libre girada hacia el canal 22, la placa 31 posee dos apéndices laterales 31 destinados a permitir una colocación suelta de la placa 31 durante la producción del molde medio 11b, así como para facilitar la guía de la placa cuando su desplazamiento sea hasta en posición de obtulación. A este efecto, la marca opuesta posee dos cavidades sensiblemente complementarias 33, en las cuales dichos apéndices pueden unirse durante el ensamble de dos medias cajas. Se notará aquí que la utilización de la arena en crudo para las marcas del molde permite realizar un dispositivo tal de obturación sin dificultad, la plasticidad de la arena en crudo permite desplazar la placa 31, para que quede lo suficientemente delgada, sin deteriorar el molde. La figura 4a ilustra la producción de las marcas 11b con una placa modelo PM, la marca incluye la placa de obturación 31 y los dos apéndices con bordes 31a. La figura 4b ilustra el ensamble de dos medias cajas, en las extremidades de los apéndices 31a, 31a se introducen en las cavidades 33 de la marca opuesta. La figura 4c ilustra una cavidad 34 formada en la marca 11b y destinada a recibir la varilla 216 y la cabeza 216a de un elevador destinado a tratar en la placa 31 para obturar el canal 22, antes de la obturación. El fondo de esta cavidad se termina en una distancia corta del borde de la placa 31 opuesta al canal.

En fin, la figura 4d ilustra la situación después que el elevador, mediante la intermediación de la varilla 216 y de su cabeza 216a, solicitó la placa 31, después de haber sacado localmente la arena en crudo para realizar la obturación. Las figuras 6a a 6c dan un ejemplo de un equipo EQ de soporte de molde que incluye una armazón principal 100 que incluye una parte de armazón movible 106 montado en una placa de asiento mediante la intermediación de un árbol 104 de forma para poder girar alrededor de un eje vertical B bajo la acción de un motor, en la forma de un carrusel. En la parte 106 se monta un armazón secundario 200 destinado a sujetar un molde 10 y a desplazarlo como se verá posteriormente . Este armazón secundario posee un cuadro 202 montado pivotalmente, por ejemplo en una rueda dentada 108, cuya rotación alrededor del eje horizontal A está controlada mediante un motor apropiado (no ilustrado) . El molde 10 se monta en este cuadro 202 con su canal de suministro 22 girado hacia el exterior, y es sostenido en este lugar entre un platillo prensador 204 solicitado por un elevador 208 y un contraplatillo 210. Los rodillos de guía 206, 212, que definen los apoyos de conformidad con diferentes direcciones, permiten guiar y calar el molde 10 en posición del equipo. Se observa igualmente en las figuras el elevador 214 y su varilla de salida 216 que permite controlar la placa obturación 31 situada en el molde, como se describió anteriormente . Las figuras 7a y 7b ilustran el mismo equipo elevación en forma lateral, con el horno 300 equipado de su tubo de suministro 20. Se observa en esta figura que el armazón secundario 200 se monta mediante la intermediación de bandas 110 en rieles-guías 220 unidas al armazón principal 106, para poder deslizarse, cuando el molde 10 se encuentra con su canal de suministro 22 frente al tubo de suministro 20, cerca y lejos de este tubo, bajo la acción de un elevador (no ilustrado) . En fin, en las figuras 8a a 8c ilustran una vista superior del equipo descrito anteriormente, en cooperación con la banda transportadora C, en la cual los moldes son ensamblados, el horno de baja presión 300 y una banda transportadora C para la salida de los productos, después de vaciado y regresar, hacia la estación de enf iamiento. Las diferentes fases de fusión se describirán ahora: - en primer lugar, el molde está ensamblado en la banda transportadora C como se describió anteriormente y se encuentran en posición horizontal frente al equipo de soporte EQ, en el cual se carga, el armazón secundario 200 que se regresa previamente hacia la banda transportadora con la orientación requerida (figura 6 a y 8a) . El equipo EQ efectúa entonces una rotación de 90° alrededor del eje vertical B para que el molde 10 se encuentre frente al horno y de manera simultánea o disociada, el molde regresa a los 90° para adaptar su posición vertical de fusión (figuras 6b y 8b) . El molde 10 es entonces desplazado en transferencia hacia el horno 300 para llevar el tubo de suministro 20 en comunicación hermética con su canal de suministro 22 (figura 7a) , y se efectúa el vaciado de baja presión. En la salida del vaciado, el canal 22 está obturado y la presión de horno 300 se afloja para llevar el metal a un nivel inferior del tubo de suministro 20, después el molde 10 se separa del tubo de suministro 20 y regresa a 180° alrededor del eje horizontal A como se describió anteriormente (figura 6c y 7b) . De forma simultánea o disociada, el armazón 200 gira a 90° alrededor del eje vertical para llevar el molde 10 frente a una banda transportadora de salida C (figura 8c) que dirige el molde hacia una estación de enf iamiento. Ahora se describirá sucesivamente un ejemplo de producción de un bloque de motor de conformidad con la técnica anterior (ejemplo 1) después un ejemplo de producción del mismo bloque de motor con el procedimiento de conformidad con la invención.

EJEMPLO 1 Un bloque de motor de 4 cilindros en línea de un peso de 18 Kg se produce de conformidad con el sistema de suministro de baja presión ilustrado en la figura 2, pero sin enfriadores y con un arena en crudo de tipo zircón de una granulometría de 113 AFS y de la siguiente composición (en porcentajes de la masa) : bentonita: 1.8%, agua 1.5% el resto es arena de zircón Las infiltraciones interiores y de extremidades (pequeños lados del bloque) se realizan con arena de toma química. La aleación utilizada para el vaciado presenta la composición siguiente (en porcentajes de masa) : Si: 8.6% Cu : 2.2% Mg : 0.3% Fe 0.4% Mn : 0.3% el resto es aluminio La temperatura del metal al momento del vaciado es de 720°C. El llenado se efectúa a presión baja y dura 15 segundos . La obturación del sistema de suministro se efectúa 2 segundos después del término del llenado. El regreso a 180° se efectúa 30 segundos después de la obturación.

La prueba del bloque de motor aumenta a un índice fuerte de porosidad (de 1.5 a 3%) en los soportes de cigüeñal en la presencia en la pieza de burbujas y de cavidades que pueden esperar una extensión de aproximadamente un centímetro, lo que es inaceptable para este tipo de pieza.

EJEMPLO 2 El mismo bloque de motor se realiza con un molde de arena en crudo de sílice de una granulometría de 55-65 AFS con las mismas concentraciones de bentonita y agua que en el ejemplo 1. Las infiltraciones exteriores y de extremidades se realizan de arena de toma química como en el ejemplo 1. Un enfriador de hierro 16 se coloca como se indica en la figura 2. Las condiciones de vaciado y de llenado son idénticas a las del ejemplo 1. La obturación se realiza 2 segundos después del fin del llenado. El regreso a 180° se inicia un segundo después de la obturación y dura 4 segundos. Durante esta fase de regreso, es ventajoso realizar la despresurización del horno a baja presión que lleva el metal líquido en el molde. La prueba del bloque revela que no se presentan fallas de tipo burbujas o cavidades y que la estructura de la aleación a la derecha de enfriador, en los soportes del cigüeñal, es benéfico (menos de 0.5% de porosidad) .

Por supuesto, la presente invención no sólo está limitada a las modalidades descritas y representadas, pero el experto en la técnica sabrá y aportará cualquier variante o modificación conforme a su esencia.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un procedimiento de fusión de una pieza de aleación ligera como una aleación de aluminio, caracterizada porque incluye las etapas sucesivas que consisten de: preparar un molde (10) con marca (lia, 11b) de arena en crudo de toma física; incorporar al molde un medio de obturación desplazable (31) cerca de un conducto de suministro (22) del molde; colocar el molde de tal forma que su conducto de suministro se encuentre en la parte inferior; conectar el conducto del suministro del molde en un tubo de suministro (20) en aleación en fusión con presión; efectuar el llenado del molde con dicha aleación; antes de la solidificación substancial completa de la pieza, desplazar el medio de obturación (31) para obturar el conducto de suministro, después regresar el molde a aproximadamente a 180° para asegurar una solidificación en forma de gravedad .

2. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la etapa de obturación se termina en menos de 10 segundos a aproximadamente después del término de la etapa de llenado.

3. - El procedimiento de conformidad con una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado además porque la etapa de regreso se termina a más tardar en 25 segundos después del término de la obturación. . - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque la etapa de regreso se termina a más tardar en 15 segundos después del fin de la obturación. 5. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque utiliza un molde de arena de sílice de una granulometría que incluye entre aproximadamente 40 y alrededor de 55 AFS. 6. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque utiliza un molde de arena de sílice de una granulometría de al menos igual a 80 AFS. 7.- El procedimiento de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque utiliza un molde de dos medias cajas (10a, 10b) y porque la etapa de preparación del molde incluye la fases que consisten de vaciar dos marcas medias en dos medias cajas para colocar dos núcleos de fusión (12, 13) en dos medias cajas dispuestas con su marca media en la parte superior y ensamblar las dos medias cajas. 8.- El procedimiento de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada además porque la etapa de ensamble de dos medias cajas termina en un molde de posición generalmente horizontal, y porque incluye además la etapa que consiste en voltear el molde hasta una posición de llenado generalmente vertical . 9. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones 7 y 8, caracterizado además porque los núcleos (12, 13) son producidos de arena de toma química. 10. - El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque los núcleos se producen de arena de sílice de una granulometría al menos igual 40 AFS. 11.- El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, caracterizado además porque incluye, después de la solidificación de la pieza, una capa de separación de la pieza y del molde que permite recuperar en forma separada la arena de marca y la arena del núcleo. 12. - El procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado además porque incluye además, antes de la etapa de llenado del molde, una etapa de colocación de al menos un enfriador masivo (16) colocado en una región del molde distante de dicha región de suministro del molde, y después de la solidificación, una etapa de recuperación del o de los enfriadores . 13. - Una instalación para el molde de una pieza en aleación ligera como una aleación de aluminio, caracterizada porque incluye: un molde (10) listo para regresar mediante rotación alrededor de un eje esencialmente horizontal, que posee un canal (22) de suministro en aleación fundida y que incorpora un medio (31) de obturación de dicho canal y un dispositivo (EQ) de soporte de molde listo para desplazar el molde mediante rotación alrededor de dicho eje horizontal y que posee un medio (214, 216) de accionamiento de dicho medio de obturación. 1

4. - La instalación de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque del dispositivo de soporte (EQ) posee medios para desplazar el molde de transferencia en dirección de un tubo (20) de suministro en aleación fundida. 1

5. - La instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 14, caracterizada además porque el dispositivo de soporte está listo igualmente para desplazar el molde mediante de rotación alrededor de dicho eje horizontal entre una posición inicial de salida de una estación de ensamble del molde y una posición de vaciado. 1

6.- El instalación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada además porque el dispositivo de soporte está listo para desplazar el molde alrededor de un eje vertical para cooperar respectivamente con una banda transportadora (C) de llegada del molde, un horno de vaciado de baja presión (300) provisto de dicho tubo de suministro (20) y una banda transportadora (C ) de salida del molde . 1

7.- Un molde (10) destinado al vaciado de una pieza de aleación ligera como una aleación de aluminio, el molde está provisto de un canal (22) de suministro en aleación fundida bajo presión, el molde está caracterizado porque se monta en rotación en un eje (A) esencialmente horizontal, de manera que pueda regresar después del llenado, y que incluye un medio (30, 31) de obturación mecánica de dicho canal de suministro. 1

8. - El molde de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque posee al menos una marca (11b) de arena de toma física, y porque dicho medio de obturación mecánica incluye una placa metálica (31) incorporada en la marca y ya directamente por el mismo. 1

9.- El molde de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque incluye un vaciado (34) que se termina a la derecha de un borde de dicha placa metálica y listo para recibir una varilla (216) de un medio de accionamiento de dicha placa. 20.- El molde de conformidad con cualquiera de la reivindicaciones 18 y 19, caracterizado además porque dicha placa (31) posee al menos un apéndice de guía (31a) que, en una posición inicial de dicha placa, penetra en una marca opuesta (lia) al molde.